Question

【題目】某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動能定理”，他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶及刻度尺、滑塊、細(xì)沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小沙桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則

（1）你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有__________．

（2）實(shí)驗(yàn)時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是__________，實(shí)驗(yàn)時首先要做的步驟是__________．

（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)稱量出滑塊的質(zhì)量為．往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，稱出此時沙和沙權(quán)勢的總質(zhì)量為．讓沙桶帶動滑塊加速運(yùn)動，用打點(diǎn)計(jì)時器記錄其運(yùn)動情況，在打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出這兩點(diǎn)的間距和這兩點(diǎn)的速度大小和（），已知重力加速度為．則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為__________．（用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測量得到的物理量）

Answer 1

【答案】 天平 刻度尺 沙和沙桶的總南量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦力

【解析】（1）實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要天平和刻度尺．

（2）沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為，根據(jù)牛頓第二定律，有對沙和沙桶，有，對小車，有，聯(lián)立可得： ，故當(dāng)時，有，小車下滑時受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高．

（3）由動能定理得： ，則實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： ．